Πώς να συγκολλήσετε το καρβίδιο βολφραμίου;

    Τα προϊόντα καρβιδίου βολφραμίου χρησιμοποιούνται σε πολλές εφαρμογές, συμπεριλαμβανομένων εργαλείων κοπής, διάτρησης, διάτρησης και πολλών άλλων εφαρμογών. Το Cemented Carbide παρέχει ανώτερη αντοχή στη φθορά και παρατείνει τη διάρκεια ζωής αυτών των διαφόρων εργαλείων φθοράς και κοπής. Επειδή το κύριο συστατικό του είναι το βολφράμιο, το οποίο είναι ένας σπάνιος και μη ανανεώσιμος πόρος, η τιμή του καρβιδίου με τσιμέντο είναι σχετικά υψηλή. Επιπλέον, το καρβίδιο με τσιμέντο έχει σχετικά υψηλή σκληρότητα και η αντοχή του σε κάμψη είναι πολύ χαμηλότερη από αυτή άλλων μετάλλων, όπως ο χάλυβας. Για αυτούς τους δύο λόγους, το καρβίδιο με τσιμέντο πρέπει να συνδέεται με άλλα μέταλλα με διαφορετικούς τρόπους, όπως μέσω συνδέσεων με σπείρωμα, σύσφιξης και συγκόλλησης. Αυτό το άρθρο μιλάει για το πώς να συγκολλήσετε το καρβίδιο του βολφραμίου σε άλλα μέταλλα.

1. Τι είναι το καρβίδιο του βολφραμίου;

    Το καρβίδιο βολφραμίου (WC), που αναφέρεται επίσης ως καρβίδιο με τσιμέντο, είναι ένα σύνθετο υλικό που κατασκευάζεται με μια διαδικασία που ονομάζεται μεταλλουργία σκόνης. Η σκόνη του WC αναμιγνύεται με ένα συνδετικό μέταλλο, συνήθως κοβάλτιο ή νικέλιο, συμπιέζεται σε ένα προδιαμορφωμένο εργαλείο και στη συνέχεια πυροσυσσωματώνεται σε έναν κλίβανο. Ο όρος «τσιμεντωμένο» αναφέρεται στα σωματίδια καρβιδίου του βολφραμίου που δεσμεύονται στο μεταλλικό συνδετικό υλικό και «τσιμεντώνονται» μαζί, σχηματίζοντας έναν μεταλλουργικό δεσμό μεταξύ των σωματιδίων καρβιδίου του βολφραμίου και του συνδετικού (WC-Co), στη διαδικασία πυροσυσσωμάτωσης. Η βιομηχανία τσιμεντοκαρβιδίου αναφέρεται συνήθως σε αυτό το υλικό ως απλώς «καρβίδιο», αν και οι όροι καρβίδιο βολφραμίου και καρβίδιο τσιμέντου χρησιμοποιούνται εναλλακτικά.  Το καρβίδιο παρουσιάζει υψηλή αντοχή σε θλίψη, αντιστέκεται στην παραμόρφωση και διατηρεί τις τιμές σκληρότητάς του σε υψηλές θερμοκρασίες, μια φυσική ιδιότητα ιδιαίτερα χρήσιμη σε εφαρμογές κοπής μετάλλων. 

2 . Δύο σημεία για τη διασφάλιση της επιτυχίας στη συγκόλληση του καρβιδίου του βολφραμίου

Α. Διαχείριση των τάσεων που προκαλούνται από τη διαφορική διαστολή

Β. Ρυθμοί συστολής των μητρικών υλικών και διαβροχή του καρβιδίου από το κράμα μπραζέ

    Κατά τη θέρμανση και την ψύξη, το βασικό μητρικό μέταλλο τυπικά διαστέλλεται και συστέλλεται με υψηλότερο ρυθμό από το καρβίδιο.  Το καρβίδιο του βολφραμίου έχει ρυθμό θερμικής διαστολής περίπου 1/3 έως 1/2 εκείνου του χάλυβα.  Όταν το συγκολλημένο συγκρότημα κρυώσει, μπορεί να δημιουργηθεί υπολειπόμενη τάση στο καρβίδιο.  Συνιστάται πάντα η αργή ομοιόμορφη ψύξη του καρβιδίου για την αποφυγή καταπόνησης και πιθανών ρωγμών. Το σβήσιμο δεν συνιστάται καθώς μπορεί να προκαλέσει ρωγμές στα καρβίδια λόγω της ταχείας συστολής του μητρικού βασικού μετάλλου.

3. Πώς να επιλέξετε το κράμα μπραζέ

    Το καρβίδιο του βολφραμίου είναι δύσκολο να διαβραχεί. Τα κράματα χαλκοσυγκόλλησης αργύρου με μικρές προσθήκες νικελίου (Ni) χρησιμοποιούνται συνήθως για τη συγκόλληση καρβιδίων σε χάλυβα. Φυσικά, τόσο το καρβίδιο όσο και ο χάλυβας πρέπει να είναι καθαρά, έτσι ώστε το λιωμένο κράμα μπρούντζου να μπορεί να διαβρέχει πλήρως τις επιφάνειες ζευγαρώματος. Το τρίψιμο της επιφάνειας καρβιδίου για τη δημιουργία καθαρής επιφάνειας για συγκόλληση είναι απαραίτητο. Η λείανση έχει επίσης το πλεονέκτημα της ισοπέδωσης της επιφανειακής τοπογραφίας του καρβιδίου, το οποίο μπορεί να βοηθήσει στη διαβροχή και την πρόσφυση του κράματος μπραζέ. Τα χαλύβδινα εξαρτήματα, παρομοίως, θα πρέπει να καθαριστούν για να αφαιρεθούν τυχόν υπολείμματα λίπους, λαδιού, βρωμιάς ή άλλων επιφανειακών ρύπων.  

    ·Τα εμπορικά διαθέσιμα κράματα χαλκού αργύρου με μικρές προσθήκες νικελίου (Ni) και μαγγανίου (Mn) θα βρέξουν εύκολα τις επιφάνειες καρβιδίου με τσιμέντο. Αυτά τα κράματα μπραζέ τυπικά παρουσιάζουν καλή διαβροχή καρβιδίων βολφραμίου.  Συνιστάται να επιλέξετε ένα μέταλλο πλήρωσης συγκόλλησης με τη χαμηλότερη δυνατή θερμοκρασία συγκόλλησης για να μειώσετε τις υπολειπόμενες τάσεις μέσα στον σύνδεσμο.  

Για εφαρμογήκατιόντα που περιλαμβάνουν τη συγκόλληση μεγάλων καρβιδίων, χρησιμοποιείται συχνά ένα κράμα μπραζέ σάντουιτς.  Εάν δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν μικρά καρβίδια (1/2 ίντσας 2), ένα κράμα σάντουιτς είναι ευεργετικό για την αποφυγή ρωγμών και παραμόρφωσης του καρβιδίου. Αυτά τα τρίμετα είναι επενδεδυμένα με ένα μπρούντζο πληρωτικό συνδεδεμένο και στις δύο πλευρές ενός πυρήνα χαλκού.  

    ·Αν και μεγάλο μέρος της συζήτησης αφορούσε τη συγκόλληση καρβιδίου του βολφραμίου (WC), θα ήταν λάθος αν δεν αναφέραμε το πολυκρυσταλλικό διαμάντι ή το PCD. Η θερμοκρασία συγκόλλησης για το PCD διατηρείται γενικά κάτω από τους 1382 °F (750 °C) για να αποφευχθεί η υποβάθμιση του διαμαντιού.  Συχνά, οι κατασκευαστές άκρων PCD σε χαλύβδινα σώματα χρησιμοποιούν ένα μέταλλο πλήρωσης χαλκογραφίας χαμηλής θερμοκρασίας, υψηλής περιεκτικότητας σε ασήμι, όπως ένα κράμα μπραζέ BAg-24.  Μερικοί κατασκευαστές χρησιμοποιούν ένα κράμα μπραζέ χωρίς νικέλιο ή μαγγάνιο, όπως το κράμα μπραζέ BAg-5 ή BAg-7, με χαμηλότερες θερμοκρασίες τήξης και λιγότερες ιδιότητες διαβροχής του καρβιδίου και του χάλυβα.

    Χρησιμοποιείται ροή συγκόλλησης για την πρόληψη της οξείδωσης των επιφανειών που πρόκειται να ενωθούν κατά τη θέρμανση του συγκροτήματος.  Η σκόνη ροής χρησιμοποιείται με τα κοινά κράματα χαλκού αργύρου.  Η σκόνη μαύρης ροής προτείνεται συνήθως από τους κατασκευαστές braze και flux καθώς έχει την προσθήκη βορίου και είναι πιο αποτελεσματική σε υψηλότερες θερμοκρασίες.

    Υπάρχουν πολλά κράματα συγκόλλησης που χρησιμοποιούνται για το καρβίδιο. Το κλασικό είναι το BAG-3, 50% ασήμι με Κάδμιο.  Αυτό είναι ένα εξαιρετικό προϊόν, αλλά έχει κάδμιο. Συνήθως χρησιμοποιείται το BAG-7, 56% ασήμι με κασσίτερο, επειδή βρέχει εύκολα. Ωστόσο, είναι ένα πολύ αδύναμο κράμα συγκόλλησης και η αστοχία της άρθρωσης είναι κοινή με αυτό το κράμα. Το ισχυρότερο κράμα χωρίς κάδμιο είναι το BAG-22, 49% ασήμι με μαγγάνιο, αλλά είναι λίγο κολλώδες στη ροή. Το BAG-24, 50% Silver, δεν περιέχει κάδμιο και είναι συμβιβαστική λύση.  Ρέει καλά αλλά είναι περίπου 40% πιο αδύναμο από το BAG-3 και το BAG-22.

    Προτιμούμε έντονα το Black Flux, αν και πολλοί συνυπογράφουν με επιτυχία το White Flux. Και στις δύο περιπτώσεις, είναι σαφώς ροές υψηλής θερμοκρασίας. Επιπλέον, διαπιστώνουμε ότι το καθαρισμένο Black Flux παρέχει καλύτερη ροή και ισχυρότερες αρθρώσεις από το συνηθισμένο Black Flux.  

    Η τελευταία περιοχή όπου τα λάθη είναι κοινά είναι ο σχεδιασμός των αρμών. Οι εκπαιδευμένοι συγκολλητές θέλουν συνήθως να συναρμολογήσουν τα εξαρτήματα και στη συνέχεια να τρέξουν μια χάντρα. Όταν συγκολλούν, θέλουν να συναρμολογήσουν τα εξαρτήματα και στη συνέχεια να διοχετεύσουν το κράμα συγκόλλησης στην ένωση.   

    Κατά τη συγκόλληση καρβιδίου, είναι συχνά πολύ πιο αποτελεσματικό να ρέουν τα πλαϊνά και το κάτω μέρος της εγκοπής και στη συνέχεια να τοποθετούνται κομμάτια σύρματος ρευστού κράματος κάτω από το καρβίδιο.  Το μόνο που κάνετε στη συνέχεια είναι να θερμάνετε μέχρι το καρβίδιο να εγκατασταθεί στη θέση του.   

    Το πρότυπο θα πρέπει να είναι ότι το καρβίδιο σπάει ή ο χάλυβας σκίζει πριν αποτύχει η άρθρωση.